[发明专利]一种超宽带/惯导紧耦合的室内定位装置与系统

说明书

本发明适用于计算机技术领域，尤其涉及一种超宽带/惯导紧耦合的室内定位装置与系统，所述室内定位方法包括：分别获取待定位物体在超宽带定位系统下和在惯性导航定位系统下的测距信息；根据超宽带测距信息与惯性导航测距信息的差值构建组合定位系统的量测方程；构建组合定位系统的状态方程；根据拓展卡尔曼滤波算法对状态方程、量测方程进行更新，确定待定位物体在组合定位系统下的定位信息。本发明实施例提供的室内定位方法，通过构建超宽带/惯性导航组合定位系统，并根据待定位物体在两个定位系统下的差值构建量测方程与状态方程，利用拓展卡尔曼滤波算法对量测方程和状态方程进行更新计算，能够准确获取待定位物体的定位信息。

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种超宽带/惯导紧耦合的室内定位装置与系统。

背景技术

由于全球卫星导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)发射的电磁波信号容易被建筑物隔绝，导致室内GNSS无法正常使用。但随着物联网、智能设备的不断发展，室内定位技术需求巨大。目前常用的室内定位技术种类繁多，主要包括基于WIFI的室内定位技术、基于RFID的室内定位技术、基于蓝牙的室内定位技术、基于超宽带(Ultra-wide Bandwidth)UWB室内定位技术和基于惯性导航系统(Inertial NavigationSystem,INS)的定位技术。

在现有的常用的室内定位技术中，大多数定位技术例如基于WIFI的室内定位技术、基于RFID的室内定位技术、基于INS的定位技术往往存在着定位精度差的技术问题。相比于上述定位技术，基于UWB的室内定位技术以其定位精度高的性能而得到了广泛应用。然而，基于UWB的室内定位技术的定位精度高度依赖于定位基站的数量以及安装时的位置构型，当UWB定位标签因受到室内复杂遮挡环境的影响而导致接收的基站数量少于3个时，就无法实现准确定位。

可见，现有的室内定位技术还存在着容易受到室内环境干扰、鲁棒性差、定位精度不够的技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种室内定位方法，旨在解决现有的室内定位技术还存在的容易受到室内环境干扰、鲁棒性差、定位精度不够的技术问题。

本发明实施例是这样实现的，一种室内定位方法，包括：

获取待定位物体在超宽带定位系统下的超宽带测距信息；

获取待定位物体在惯性导航定位系统下的惯性导航测距信息；

根据所述超宽带测距信息与所述惯性导航测距信息的差值构建待定位物体在超宽带/惯性导航组合定位系统下的量测方程；

构建超宽带/惯性导航组合定位系统的状态方程；所述状态方程是以待定位物体的位置信息以及速度信息作为状态向量；

根据拓展卡尔曼滤波算法对所述状态方程以及所述量测方程进行时间更新和量测更新，确定待定位物体在所述组合定位系统下的定位信息。

本发明实施例的另一目的在于提供一种室内定位装置，包括：

超宽带测距单元，用于获取待定位物体在超宽带定位系统下的超宽带测距信息；

惯性导航测距单元，用于获取待定位物体在惯性导航定位系统下的惯性导航测距信息；

量测方程构建单元，用于根据所述超宽带测距信息与所述惯性导航测距信息的差值构建待定位物体在超宽带/惯性导航组合定位系统下的量测方程；

状态向量构建单元，用于构建超宽带/惯性导航组合定位系统的状态方程；所述状态方程是以待定位物体的位置信息以及速度信息作为状态向量；

定位信息更新单元，用于根据拓展卡尔曼滤波算法对所述状态方程以及所述量测方程进行时间更新和量测更新，确定待定位物体在所述组合定位系统下的定位信息。